型逆变器相关资料
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什么是型逆变器？其发展历程如何？为何会出现此种产品？应该如何使是否要与其他产品配套使？最先是由谁研发出来的？是否是某些企业的研发成果？还是国家的研究机构研发出来的？目前的研究情况如何？是否已可达到批量生产？目前有哪些厂家简要列举在后面再详细介绍？
概述普通太阳能光伏系统都是由许紧密相连的太阳能电池板组成。这些电池板先分组串联再将不同的串联电池组并联起来形成电池阵列。这样当有局部阴影或碎砾等遮蔽光伏系统时存在着如果有因日照不均以及特性不均等导致输出功率下降的模块整体的输出功率就会大幅降低的问题。假如串联中的任何某个电池发生故障也会导致整个电池组失效。太阳能电池板阵列产生的直流电流到位于电池板侧旁的逆变器。逆变器有两个基本功能一方面是为完成C/C转换的电流连接到电网另一方面是找出最佳的操作点以优化太阳能光伏系统的效率。对于特定的太阳光辐射、温度及电池类型太阳能光伏系统都相应有唯一的最佳电压及电流从而使光伏系统产生最大的能量。如果光伏系统在非最佳电压及电流水平下运行系统的效率就非常低白白浪采集太阳能的良机。
太阳能光伏型逆变器是一种转换直流从单一太阳能电池组件至交流电的装置。型逆变器的直流电源转换是从一个单一的太阳能模块交流各个太阳能电池模块配备逆变器及转换器功能每块组件可单独进行电流的转化所以这被称之为“型逆变器”及“型转换器”。型逆变器能够在面板级现最大功率点跟踪MPPT拥有超越中央逆变器的优势。这样可以通过对各模块的输出功率进行优化使得整体的输出功率最大化。此外与通功能组合还可于监视各个模块的状态检测出出现故障的模块。
历程在大规模部署的太阳能并网发电厂中光伏电池板的量很大为此TI司提出了“型逆变器”的概念它既能够在较宽的范围内扫描各个独立的太阳能电池板的峰值功率点避把局部峰值作为MPP点同时又能够提高最大功率点输出跟踪的效率。
TI提出的这种系统的架构对于C/C转换器、C/C转换器以及控制器、通接口的需求也非常大。
在过去的几年里美国国家半导体验室的研究人员一直在积极研究太阳能发电系统的效率问题。一个解决方案就是所谓的“型逆变器”。可是影响光伏系统的关键因是可靠性、成本和效率。型逆变器并不能全面地平衡这几个关键因。过去太阳能电池板被定为无源电子组件主要原因是太阳能电池板没有包含任何具备智能及可靠的有源电子组件。但这种情况现在已经发生变化。
此外当考虑到成本和效率因时没必要为每块电池板都装电网接口。际上现行光伏系统迫切需要优化功能。而这个功能可通过若干个可靠及精密的集成电路来现。凭借年的集成电路开发和销售经验美国国家半导体将型优化器的专业知识带到太阳能领域。
29年美国国家半导体司宣布推出太阳能产业有史以来首款光电板专的SolrMgic芯片组。这宣告了“智能型太阳能发电系统”全新时代的来临。
普通的太阳能光伏系统架构都极易受到际操作环境的影响。例如只要几块电池板有阴影或树叶遮蔽整个系统的发电量便会大幅地下跌。具体来说只要有的电池板面积被遮盖系统的总发电量便会下跌。而且随着时间的推移被遮蔽的电池板面积会越来越大太阳能系统的效率会受到严重的影响。采SolrMgic技术则可将挽回7的发电损失。
从发电系统的角度来看光伏并网在技术上的重点在于以下两个方面。一是从光伏系统的角度来看光伏行业面临的最大挑战之一是太阳能面板的阴影问题。二是从功率器件的角度来看由于主要的光伏系统厂商拥有各自的光伏逆变应专利拓扑半导体供应商必须开发专的产品。例如由于需要提高输入电压以得高的效率所以必须使V或以上MOSFET/IGBT。此外也需要使SiCSB作为成套解决方案。另外要扩大以上市场份额就必须使IGBT/SPM模块。
对于以下并网光伏逆变器解决方案飞兆半导体提供场截止FSIGBT和SupreMOSMOSFET器件具备进入这一高性能市场所需的低EOFF优势和高可靠性。对于型逆变器飞兆半导体拥有中等电压MOSFET和SupreMOS技术可为这类应提供卓越性能。
除了功率半导体之外对各模块的输出功率进行优化的控制IC以及传递各模块状况的通IC的重要性也将日益提高。控制器要运行MPPT算法以调节太阳能电池板的方向、输出的直流电压和电流使之得峰值功率输出就需要采控制器以及传感器来跟踪太阳方位角以及高度角。
智能调节太阳能发电板的工作电压使太阳能板始终工作在V-特性曲线的最大功率点从而提高了对太阳能板发电功率的利率。
MPPT算法主要有三种扰动观察法、电导增量法和恒定电压法。
扰动观察法(PO)最为常见。该算法以特定方向对工作电压进行扰然后对P/V进行采样。如果P/V为正则算法知道其朝MPP方向调节了电压。然后继续以该方向调节电压直到P/V为负。
电导增量(INC)法使PV阵列的增量电导I/V来计算P/V的符。相比POINC快速追踪变化的光照条件准确。然而与PO相同它会产生振荡并会在快速变化的空气条件影响下变得混乱不清。另一个缺点是其高复杂性增了计算时间并降低了采样频率。
第三种方法是恒定电压法其利这样一个事一般而言VMPP/VOC的比约等于.7。这种方法所出现的问题在于它要求立刻设置PV阵列电流为来测量阵列的开路电压。这样阵列的工作电压便被设置为这一测量值的7。但是在这期间阵列被断开浪掉了有效能源。同时还发现7开电路电压是一个非常接近值的同时它却并非总是与MPP一致。
由于没有一个能够成功地满足所有常情景要求的MPPT算法因此许设计人员都会走一些弯路它们对系统进行环境条件评估然后选择最佳的算法。际上有许MPPT算法可以并且太阳能板厂商提供其自己的算法也很常见。
对于一些廉价的控制器来说执行MPPT算法会是一项难以完成的任务。因为除MCU的正常控制功能以外算法还要求这些控制器拥有高性能的计算能力。先进的2位时控制器例如TIC2平台中的一些控制器就适于太阳能应。
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基本情况
SM是光伏逆变器的全球市场领导者产品应遍及全球已经在全世界四大洲的九个国家设立了分司。SM并网和独立运行逆变器在中国的应已经有七年的时间截至目前已经在包括香港和台湾在内的二十个省市地区完成了五百个项目。29年SM司光伏逆变器销售量达到了兆瓦约占世界逆变器总销售量的创造了高达9.亿欧元的销售额连续几年保持着超过的增长速度且在未来年仍会保持强劲的增长态势。
2研发/生产现状
在型逆变器技术方面SM将采OE的技术开发自己的产品线。这使得SM成为全球唯一一家包含各种现存逆变器技术产品线的厂商可操作各种尺寸的太阳能光伏系统并采最有的技术系统配置。
市场动态
SMSolrTechnologyG(SM)宣布向OE-Services司购买型逆变器技术平台。SM计划在今后的几年里进一步开发该项技术并最终现型逆变器的产业化。
基本情况
太阳能逆变器发明制造商Enphse28年开始型逆变器商业化的量产至今已经售出万件型逆变器。
2市场动态
太阳能逆变器发明制造商Enphse能源宣布司最新一轮万美元融资完成。Enphse说拥有这些资金司将能够快产品开发推出全球扩张计划并强其资产平衡性。
基本情况
CO是德国知名的逆变器专业生产厂商是全球逆变器第二大品牌以转换效率高性能稳定保质期长等优质的性能深受国内顾客的喜爱。近年来由于光伏市场在德国的快速发展CO利于自己年逆变器研究生产的技术和经验开发出总类丰富质量卓越的太阳能逆变器。司29年逆变器销售9M,比前年的8M增长近一倍占全球市场份额为。
2研发/生产现状
基于美国市场将成为继欧洲之后另一个太阳能需求强大的地区CO为拓展美国市场研发出一系列的高功率太阳能逆变器产品并在韩国设立高功率的研发中心此次得Interte的ETL证书对CO拓展美国市场带来极大的助益。
市场动态
基于中国迅速的光伏逆变器需求德国CO司近日宣布与国内系统集成商昆山中洋业联合2年起全面进军中国光伏市场。
正是瞄准了中国正在崛起的巨大市场潜力CO司决定进一步在中国施其全球扩张策略经过几番考察选择位于昆山的系统集成商中洋业进行战略合作。“国内的逆变器转换效率结构工艺和逆变器的稳定性上与国际品牌存在一定的差距若中国上网电价补贴施逆变器的转换效率为重要这是我们最终选择中国的主要原因。”
基本情况
奥地利伏能士Fronius)国际司创立于9年992年设立太阳能电子部进行太阳能并网逆变器的研发、生产和销售。28年司全球营业额.7亿欧元全年研发投入高达2万欧元有效专利8件。
自2年起伏能士Fronius)司成为太阳能并网逆变器世界上排名第二的生产商。
司总部位于奥地利在中国授权北京绿洲协力新能源科技有限司作为代理商负责伏能士Fronius)司太阳能并网逆变器的销售、安装、调试、售后服务、维修和技术支持。
基本情况
Xntrex技术有限司是在可再生、可编程和移动供电市场中进行先进电源产品及系统开发、生产和营销的全球领先企业是全球太阳能和风能逆变器市场中的三大厂商之一具备强大的增长潜力在前景广阔的北美太阳能逆变器市场中居于领导地位。Xntrex总部位于拿大温哥华在美国、德国、西班牙和英国设有工厂在中国也成立有一家合资司。Xntrex的高增长潜力和可现的显著协同预计能够在2年创造.7亿美元的总销售额。
就中国而言中国光伏变频器整体企业在转换效率、结构工艺、做工、稳定性上跟国外最先进水平有一定差距小功率技术水平基本跟国外处于相同水平。合肥阳光电源是中国最大新能源电源供应商产品涵盖风力、光伏、电力系统电源产品成功运于国内大型示范工程29年光伏逆变器出货量约8M。
基本情况
合肥阳光电源有限司是一家专注于太阳能、风能等可再生能源电源产品研发、生产和销售的高新技术企业。主要产品有光伏逆变器和控制器、风机变流器、回馈式节能负载、电力系统电源等并提供系统解决方案的设计及技术服务是我国最大的光伏电源产品的研发生产企业也是我国光伏和风力发电行业为极少的掌握项核心技术并拥有完全自主知识产权的企业之一。每年将不少于销售收入投入研发。22年起到2年间在国家“送电到乡工程”光伏/风能独立电站建设项目中阳光电源生产的光伏控制器和逆变器以最优的性价比占领了国内市场份额的7仅此一项就为司带来了7万元的销售收入
2现状
阳光电源在保持国内领先的同时积极拓展国际市场。产品先后成功应于上海世博会、敦煌M光伏电站、宁夏太阳山M光伏电站、杭州节能环保产业园光伏电站、北京奥运鸟巢、上海临港大型光伏发电项目、东汽集团风电项目、内蒙古通辽风场项目、湘电集团风电项目、国家送电到乡工程、南疆铁路、广州白云机场等的国内重大工程项目；产品现已通过TÜV、CE、UL、9、CS、CEC等项国际认证批量销往意大利、西班牙、英国等欧洲国家并远销美洲、非洲及东南亚地区。
市场动态
27年司引进外资并顺利改制为中外合资企业。阳光电源一直坚持并重视自主创新先后承担了国家“十一五”8计划等个光伏、风电领域的重大科研课题得了一系列重大科研成果产品次填补国内空白。能源局领导李福龙对阳光电源在光伏逆变器、风能变流器领域所得的诸创新成果和产业化应成绩表示赞赏。
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虽然型逆变器在全球逆变器市场仍然只占有小份额。型逆变器和分布式最大功率点跟踪MPPT解决方案作为光伏逆变器市场的新兴领域预计将会大幅增长2年到2年的年均复合增长率可达77％。供货量便有望超过现有逆变器。美国iSuppli预测原有逆变器的供货量22年为万～万台而型逆变器和型转换器的合计供货量22年将达到约8万台。目前美国已有风险企业等家企业对型逆变器和型转换器展开开发。
IR的lbertoGuerr预测在未来几年中太阳能工程的市场每年的增长率将达到2到。相应地太阳能逆变器的价格也会随之下降。由于逆变器的成本占整体太阳能系统成本的到2因为存在大的市场需求而得到价格支持。
中国政府安排预算2.7亿元逆变器补贴国内光电建筑应示范项目共个总规模为9兆瓦示范工程分布在中国的个省、市、自治区重点向产业基础好、阳光资源丰富的江苏、浙江、内蒙、河南等省倾斜重点引导光电建筑一体化发展逆变器重点扶持技术先进的光伏产品推广应。
为鼓励可再生能源的发展,中国政府今年月份启动了《关于快推进太阳能光电建筑应的施意见》、《太阳能光电建筑应财政补助资金管理暂行办法》简称“屋顶计划”,对建筑太阳能产品施补贴太阳能屋顶计划。继“屋顶计划”出台个月后中国财政部、科技部、国家能源局联合印发了《关于施金太阳示范工程的通知》计划在2-年内政府补助不低于兆瓦的光伏发电示范项目快中国国内光伏发电的产业化和规模化发展。
与此同时的各地政府也纷纷出台政策刺激光伏电站的发展杭州市提出“阳光屋顶”计划广州南昌无锡保定上海纷纷提出了本地的光伏电站发展规划中国光伏最发达的江苏省率先出台了《太阳能光电建筑应财政补助资金管理暂行办法》其中规定通过年努力力争在全省建成光伏并网发电装机容量兆瓦。
附录
逆变器的功能要求
太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。逆变器是一种电源转换装置逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路一般采SPM处理器经过调制、滤波、升压等得到与照明负载频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端户使。有了逆变器就可使直流蓄电池为电器提供交流电。
逆变器的类型
一按应范围分类
普通型逆变器
直流2V或2V输入交流22V、Hz输出功率从7到,有些型具有交、直流转换即UPS功能。
2逆变/充电一体机
在此类逆变器中户可以使各种形式的电源为交流负载供电有交流电时通过逆变器使交流电为负载供电或为蓄电池充电；无交流电时蓄电池为交流负载供电。它可与各种电源结合使如蓄电池、发电机、太阳能电池板和风力发电机等。
邮电通专逆变器
为邮电、通提供高品质的8V逆变器其产品质量好、可靠性高、模块式模块为逆变器并具有N+冗余功能、可扩充功率从2到2。
